Question

15．一定质量的气体产生的压强（气压）大小是否与体积及温度有关呢？某科学兴趣小组同学科学小组建立假设进行实验（装置如图）
【建立假设】
假设一：一定质量的气体产生的压强可能与气体的温度有关；
假设二：一定质量的气体产生的压强可能与气体的体积有关；
【实验检验】
步骤一：取一根长度约为 1米一端封闭的细玻璃管，在室温（20℃）下用水银密封一段空气柱，将玻璃管竖直固定，并在玻璃管上标出水银柱下表面的位置，如图所示；
步骤二：将空气柱浸入50℃的水中，待水银柱不再上升后，往玻璃管内注入水银，直到水银柱下表面回到标记处为止；
步骤三：将空气柱浸入80℃的水中，重复实验．
【现象描述】空气柱的温度越高，上方的水银柱也越长．
【得出结论】
（1）本实验基于的假设是假设一．
（2）玻璃管置于在不同温度的水中时，注入水银，直到水银柱下表面回到标记处为了保持气体体积不变．
（3）该实验的结论是在气体体积相同时，温度越高气压越大．
（4）下列是日常生活中的现象，其中科学原理与本实验相同的有①③．
①自行车在烈日下暴晒，车胎容易发生爆炸；
②压缩一段封闭在注射器内的空气，发现越压缩越费力．
③凹陷的乒乓球放在热水中，乒乓球会复原．

Answer 1

分析 （1）分析信息中与温度有关的情况；
（2）气体的压强和气体的温度、质量、体积有关，分析气体压强与其中一个因素的关系时，应注意运用控制变量法；
（3）根据步骤一、二、三得出结论；
（4）根据“在气体体积相同时，温度越高气压越大”分析解答①②③．

解答 解：（1）实验步骤一二三分别将同一段空气柱置于20℃、50℃、80℃的环境中，改变空气柱的温度，故探究一定质量的气体产生的压强可能与气体的温度的关系，故本实验基于的假设是假设一；
（2）玻璃管置于在不同温度的水中时，注入水银，直到水银柱下表面回到标记处为了保持气体的体积不变；
（3）实验步骤一二三分别将同一段空气柱置于20℃、50℃、80℃的环境中，注入不同的高度的水银柱直到水银柱下表面回到标记处为止，水银柱越高，压强越大，故可得出在气体体积相同时，温度越高气压越大；
（4）本实验的科学原理为：“在气体体积相同时，温度越高气压越大”
①自行车在烈日下暴晒，车胎容易发生爆炸，说明温度高，压强会增大
②压缩一段封闭在注射器内的空气，发现越压缩越费力，在气体温度不变时，体积越小，压强越大．
③凹陷的乒乓球放在热水中，乒乓球会复原，说明温度高，压强会增大．
故①③与本实验原理相同．
故答案为：（1）假设一；（2）保持气体体积不变；（3）在气体体积相同时，温度越高气压越大；（4）①③．

点评 气体的压强大小与哪些因素有关，首先通过日常现象进行猜想，然后通过实验进行验证，在验证过程中采用了控制变量法和转化法，此题中控制体积不变的方法通过转化法来实现，是一个难点．